宇航员太空生活的秘密，揭秘航天员的太空生活

宇航员太空生活的秘密，揭秘航天员的太空生活神舟12和神舟13交接班采用的是“先下后上”的方式。如果未来要在空间站实现交接班，那么必须是先上后下。也就是说我们的空间站要同时对接两艘神舟飞船。这时候前向对接口已经被第1艘飞船占据了。第2艘飞船就只能对接下边的那个接口，也就是径向对接口。所以，径向对接也是必须掌握的一项技术。这一次神舟13号和以往都不太一样，这次采用的是径向对接。天宫空间站的节点舱有四个对接口，左右两个对接口是专门用来对接大型舱段的，未来要和梦天号以及问天号对接。尾部还有一个对接口，不过尾部的这个对接口通常是用来对接天舟货运飞船的。只剩下前向和径向两个对接口是用来对接神舟载人飞船的。

又到了我们的神舟飞船发射的日子了，时间过得真快，大家掐着指头算算日子。从2003年的10月15日，杨利伟乘坐神州5号载人飞船进入太空算起，到现在已经是整整18年了。18年啊，足够一个孩子长大成人念大学了，真是挺感慨的。

这一次，我们的神州13号飞船把翟志刚、王亚平和叶光富3位航天员送入了太空，翟志刚是老手了，担任指令长，王亚平是女航天员，也上过太空，倒是叶光富从来没上去过，算是新手吧。发射的过程倒是很顺利，其中有一幕画面是火箭和月亮同框，那倒是显得非常漂亮。

这一次神舟13号和以往都不太一样，这次采用的是径向对接。天宫空间站的节点舱有四个对接口，左右两个对接口是专门用来对接大型舱段的，未来要和梦天号以及问天号对接。尾部还有一个对接口，不过尾部的这个对接口通常是用来对接天舟货运飞船的。只剩下前向和径向两个对接口是用来对接神舟载人飞船的。

神舟12和神舟13交接班采用的是“先下后上”的方式。如果未来要在空间站实现交接班，那么必须是先上后下。也就是说我们的空间站要同时对接两艘神舟飞船。这时候前向对接口已经被第1艘飞船占据了。第2艘飞船就只能对接下边的那个接口，也就是径向对接口。所以，径向对接也是必须掌握的一项技术。

神舟13号径向对接成功

径向对接口和前向对接口是不一样的。前向对接就好比您从屁股后头追着公交车跑，没有左右上下偏移的问题，只有前后远近追的上追不上的问题。径向对接就麻烦多了，就好比你要从公交车的侧门上车，可是公交车在横着运动，你要考虑的不仅仅是前后距离，还有左右偏移。显然要比从屁股后边追麻烦多了。

在太空里是三维运动。那是上下左右前后全都要考虑，全都要对准。麻烦程度大大增加。不过这次对接还算顺利，全都是计算机操纵自动完成的。

王亚平的“马尾”变成了“冲天辫”

现在，他们已经顺利的进入了天宫空间站，毕竟是第一次上来嘛，看着哪儿都新鲜。王亚平扎了个马尾辫，在太空失重的环境下飘起来了，变成冲天辫了，以前只在动漫里见过，没想到这回见到真人版了。

这次任务的时间长达六个月，期间也会遇上新舱段发射对接，空间站的体积会加大很多。而且他们还有好几次出舱行走的机会。王亚平将会成为我国第一个实现太空行走的女航天员。

我国目前只有两名女性宇航员，一个刘洋一个王亚平。刘洋是1978年生的，王亚平是1980年的。屈指一算，她这个80后都41岁了。其实欧美的宇航员岁数也都不小了，因为美国从2011年以后就失去了把人送入太空的能力，那么多人只能排着队等着搭乘俄罗斯的联盟号飞船，一次才运3个人，后边有一大批人排大队等不上。所以一直等到40来岁才有机会，甚至是50来岁才上太空。现在美国靠龙飞船恢复了载人航天的能力，这个情况应该能缓解一点。

这一次，航天员要在太空里驻留半年之久。比上一次神州12号的3个航天员居住的时间长了一倍。人类在空间站长期驻留，原本不是问题的问题，也就成了问题。人是离不开吃喝拉撒睡的。在太空这个封闭空间里，也还是这些老问题。

首先从吃说起吧。在太空里，是不可能像我们地面这样想吃什么吃什么的，您没事点个外卖，太空超出服务范围，人家不送。

俄罗斯的航天食品

毫无疑问，太空里的食物都是地面上做好了带上去的。那就涉及到保存的问题，比较常见的是罐头食品和脱水食品。脱水食品啊，顾名思义都是“干的”，在太空里拿水泡开了才能吃，拿微波炉转一转就能吃热的了。

自然型食品就是普通食品，想必大家也都看到聂海胜他们3个航天员在天宫空间站里啃苹果的视频了，看他们仨吃得那叫一个开心啊。汤洪波啃得最快，扎着马步就把苹果啃完了，弄得国外的网友都羡慕嫉妒恨，苹果就属于自然型食品。

不过那自然型食品不会太多，苹果份量也不轻，自然是不能多带。大部分还是脱水食品。口感上其实是有一些问题的。也有一些新型的航天食品对口感的影响比较小，比如说辐照食品。

国际空间站里的汉堡包

在国际空间站上，肉类和面包通常是用这种方法处理的。日本人是到哪儿都忘不了拉面，韩国人到哪儿都忘不了泡菜。他们把泡菜和泡面做成了辐照食品，也就是说用高剂量的伽马射线照射，经过这样处理的食品是可以保存很长时间的，而且基本不破坏原来的营养成分。

太空拉面

NASA研究用红色LED来培养植物

现在国际空间站也开始供应一些新鲜的水果和蔬菜，数量也并不多。我们的天宫空间站上未来应该也能提供新鲜的水果和蔬菜，因为我们中华民族是一个非常擅长种菜的民族。那真是走到哪儿种到哪儿，到太空也不能例外。而且，我国已经制定了登陆火星的计划，在太空里种菜就不仅仅是个爱好，而是一个必须要面对的技术难关。去火星的路途可是非常漫长的，中间也得不到任何补给，那就只能全靠自己了。

俄罗斯和其他国家合作搞了一个“火星500”试验。从全世界招募了几名志愿者。在一个封闭的实验舱里生活足足520天。一切资源都是事先存放在实验舱里的，和外界的通讯联系也有很大的延迟。就是为了模拟飞船飞向火星的生活状态。我们中国也有一个志愿者叫王跃参与了这个实验。他面临的最大的困难就是吃饭，500多天吃不到中国菜。他实在是太想念家乡的味道了，想吃个拉条子，可惜实验舱里面没有啊。再说，俄罗斯提供的航天食品虽然也尽量做到味道可口，但是真要吃上好几个月，吃上一年多，估计您都能吃出心理阴影。

王跃走出火星500实验舱

所以在太空里种菜就成为一个非常好的补充。这是对士气最大的提振。当然啦，毕竟太空嘛，你想吃个炒菜，西红柿炒鸡蛋？那肯定是不行的。你最多做个蔬菜水果沙拉，或者你教外国宇航员拍黄瓜，这也是凉拌的。吃不完可以放在冰箱里，空间站里也有冰箱，保存几天没问题。

最后，还有非常重要的一大类食品叫功能食品，其实就是为了补充航天员身体所需的各种营养成分。太空里的环境和地面毕竟不一样。他们对抗辐射要求很高。那么也就需要提高食品中的天然抗氧化剂的含量，比如说原花青素、Ω-3脂肪酸，甚至是植物的膳食纤维都可以预防或者是改善辐射造成的伤害。

还有，在失重环境下，宇航员的肠道菌群也可能退化。所以呢，还需要考虑增加一些富含益生菌的食品。意大利人曾经把普通酸奶加上蓝莓作冻干处理带上太空。在地上是民以食为天，在太空里也是一样，吃饭从来都是头等大事。

当然啦。空间站肯定是备有常用的药品的，因为航天员在太空里生了病，那可不是闹着玩的。当然有些事儿不属于生病，比如说女性的生理期。我们这次可是有女性宇航员上太空的哦，来大姨妈了怎么办呢？她在太空里起码碰到6次。有人觉得在太空里完全失重状态下，会不会造成什么麻烦？其实这种事大可不必担心，和在地球上并没有太大区别。

佩姬·惠特森

如今上过太空的女宇航员不少，而且有些人在太空里面住的时间也不短，创造纪录最多的是美国的女宇航员佩姬·惠特森，人家在太空里累积居住了666天，单次最长记录是290天，总共执行过10次太空行走。人家没受到什么困扰，感觉和在地球上差不多。

只有一件事，女航天员们必须要小心点，那就是别让血液混入水回收系统。因为在空间站里所有的水资源都是要回收的，一滴都不能浪费。回收系统有处理人类尿液的能力，但是没有处理人类血液的能力。

空间站是离不开水的，你总要洗洗涮涮吧，早上起来刷牙洗脸，上厕所也要冲水。再加上人要喝水，喝水就会产生尿液。加起来大概是2公斤。人也会出汗，也会呼吸，也在向外排出水蒸气，一天下来会向外排出1.8公斤。我们的空间站一般来讲是住3个人，一天下来要消耗11公斤的水。这些水全都不能浪费，全都是要回收的。

和平号的水回收处理流程

卫生用水是从下水道进行收集的。航天员的尿液是从厕所收集的，冷凝水是从空气循环系统收集的。这是3条不同的线路，俄罗斯人的和平号空间站在处理这3种水的时候，可以说是泾渭分明，井水不犯河水。你洗洗涮涮用的那些水，在净化回收以后还是用来洗洗涮涮。舱内收集到的那些冷凝水，最后经过净化处理以后，主要用来给宇航员喝。尿液经过净化以后，用来电解制造氧气。这完全是三条独立的路线。如果水量不够的话，只能靠地面补充，用进步号货运飞船定期补给。

国际空间站水回收处理流程

美国人在国际空间站上采用的技术就完全不一样了，尿液要经过预处理，利用真空让尿液在低温下沸腾蒸发，然后再压缩。获得尿液蒸馏水。然后把三种水混在一起，统一净化处理，最后达到饮用水标准。这种饮用水比地上的自来水还要干净很多，可以直接喝。但是俄罗斯人心理上过不了这个坎儿，一开始还不怎么愿意，后来也就慢慢接受了。

那我国的天宫空间站又是怎么处理的呢？据我查到的资料，过程跟俄罗斯是类似的，尿液蒸馏水最终是用作电解水产生氧气，并不是直接用来喝的。当然水是不可能100%回收的，尿液处理以后，剩下一点点高浓度的废水，还有压缩处理过的粪便，以及其他的一切垃圾，都要装进货运飞船，仍进大气层里烧掉，一了百了了。说实话，太空里体验最差的就是上大号，没有之一。后续处理也是最麻烦的。目前有一些方案是利用微生物对粪便进行处理，但是也还停留在实验室阶段。

洗衣服呢？算了，不洗了。直接换新的，反正空间站里不冷不热，保持恒温，穿的衣服也不厚，更换的衣服多带几件就OK啦。大不了等补给飞船来了把脏衣服丢进去呗，随同其他垃圾一起扔进大气层烧掉。

空间站里的空气成分和地面上差不多。21%氧气 78%氮气。氮气不消耗，基本上属于打酱油，始终在空间站大环境里面循环，氧气是靠电解水制造出来的。有人以为，飞船和空间站里面用的氧气是用的液氧。其实不是这样，因为液氧是非常活泼的元素，不安全。能不用咱尽量不用。水是比较安全的东西，而且容易保存，需要的时候电解水就可以制造氧气了。所以空间站里的水资源还是呼吸系统的重要环节。

萨巴蒂尔反应

人呼吸是会产生二氧化碳的，这些二氧化碳也不能浪费，一个二氧化碳分子上挂着两个氧原子呢，必须给它扯下来。如果要充分利用，可以让二氧化碳和氢气进行萨巴蒂尔反应，最后变成甲烷和水。水就留着用了，甲烷可以排到太空里了。

当然有人说，过去化学课上老师教了，太空里面吸收二氧化碳，用的是氢氧化锂。这话当然也没错。只是开飞船上去绕几天，靠氢氧化锂还算靠谱。3个大活人在空间站驻6个月，靠氢氧化锂吸收二氧化碳显然是不行的，还是要依靠循环处理系统才行。

在2010年，国际空间站的水处理系统曾经出过一次故障。是宇航员的尿液之中钙浓度超标导致系统出现堵塞。为什么宇航员的尿中钙含量会超标呢？这就是因为在太空里，人骨骼中的钙会逐渐流失。经过一系列的化学反应，最终形成了硫酸钙，硫酸钙是微溶于水的，是粉笔的主要成分。这东西堵住了尿液净化装置。

我们的骨骼是一个非常活跃的器官，实际上骨骼能对外界刺激做出各种各样的反应。人在地球上站立，实际上承受了全身的重量，时时刻刻都感受到重力的刺激，如果骨骼接收不到这些外界刺激的话，就会出现钙流失。主要是因为在失重环境下，骨形成和骨吸收的细胞分子平衡被打破。骨形成少了点，骨吸收多了点。时间长了就会出现骨质疏松，而且肌肉也会跟着萎缩失去弹性。根据现在的资料，在失重状态下，骨骼的密度平均每个月会下降1%~2%。可是在地球表面，哪怕是老年人，每年才下降1%。可见钙质流失对宇航员的健康威胁有多大。

所以呢，宇航员只能加强锻炼，把缺少重力所造成的影响尽量补回来。所以大家也可以看到。空间站里的航天员经常在做各种运动。但是即便如此。国际空间站上仍然出现了尿液处理系统被过高的含钙量堵塞的问题。由此可见，即便是拼命锻炼，也只能缓解钙的流失，而没有办法完全解决问题。

航天员在锻炼身体

长时间居住在太空环境下带来的问题不仅仅是生理上的，还有心理上的。如果是天天绕着近地轨道转悠，那还好一点，起码你能看到自己的家乡可以缓解一下思乡之情。要是去火星，地球会在你的身后变得越来越小，最后变成一个小蓝点。在这样的情况下，人的心理上又会出现什么样的问题呢？我们前面曾经提到过，在俄罗斯搞了一次“火星500”试验。6名志愿者在实验舱里足足憋了520天，他们都带着生理检测设备，最终数据发表在了美国国家科学院院刊上。

结果显示，这几个志愿者的运动功能减退了。说白了就是憋在狭小的试验舱里，大家运动太少。不是看书看电视，就是在打游戏，反正就是懒得动弹。模拟任务的最后几个月，有3个志愿者比他们刚进来的时候每天多睡一个钟头，他们的睡眠时间都变长了。这还只是在地面模拟的情况，他们毕竟不需要接受失重的考验，如果真的是去火星，天知道会出现什么样的问题。

火星500实验舱内部

所以在太空里长时间居住，接受的挑战其实是很大的。你别忘了航天员去空间站是上去工作的，不是上去休闲的。他们早上起来以后洗漱完毕，吃完早饭也要开例会。每天都有繁重的工作在等着他们，他们必须保持高昂的斗志。说实话真的挺不容易的。

要不说这些可爱的航天员都是英雄呢，他们付出的真的很多。

来源：科学史评话

编辑：岷客